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文檔簡介
1、林學10-2班土壤學復習資料緒論部分1 土壤的概念:土壤是地球陸地表面能夠產生綠色植物收獲物的那一疏松表層。(1) 分類:農業土壤、林業土壤(2) 森林土壤的特點:具有其他土壤所沒有的三種成土因素森林凋落物;林木根系;依賴現有林木的生物群落。2 土壤肥力:(必考)土壤為植物生長供應和協調營養條件和環境條件的能力。(1)營養條件:水分、養分(2)環境條件:水分、溫度、空氣水既是環境因素又是營養因素(3) 四大肥力因素:水、肥、氣、熱(4) 土壤肥力具有生態相對性,其肥沃與否是針對植物而言的適地適樹。 衡量土壤肥力高低:對照試驗。3土壤的特性:(1)土壤是在五大成土因素共同作用下形成的;(母質、氣
2、候、生物、地形、時間)(2)土壤是一個三(四)相系統;(3)土壤具有特定的空間位置;(4)具有巨大的比表面積(單位體積或單位質量土壤的總表面積);(5)土壤是一個生態系統;(6)土壤是一個多分散體系;(7)土壤內進行著物質和能量的轉化過程;(8)土壤有一定的層次結構。4土地:是一個垂直系統,可分為地上層、地表層、地下層 土地與土壤的本質區別:土地生產力 土壤肥力第一章 地學基礎知識一礦物1、概念:地殼中的化學元素在各種地質作用下所形成的自然均質體,具有特定的化學組成和解理性質。2、類型: 原生礦物由地殼內部巖漿冷卻后形成的礦物。 次生礦物由原生礦物進一步風化形成的新的礦物。3、礦物的鑒別方法:
3、1)光學方法:將礦物制成薄片,運用偏光顯微鏡觀察,確定礦物類別;2)化學方法:有些礦物和化學試劑反應來加以鑒定;3)物理方法:用礦物的一些物理性質來區分礦物,這是最簡單實用的方法,是我們在野外鑒定的主要方法。4、礦物的物理性質:1)顏色: 自色礦物本身所固有的顏色 它色礦物中混入雜質,帶色的氣泡所導致的顏色。 假色由礦物表面氧化膜、光線干涉等作用引起的顏色。 2)條痕:礦物粉末的顏色。我們將礦物在白瓷板上刻劃后留下粉末的顏色。它可以消除假色,減弱他色,保存自色。3)形狀:片狀(云母);腎狀(赤鐵礦);鮞狀(赤鐵礦);菱形(方解石);立方狀(螢石);板狀(石膏);致密狀(高嶺石);短柱狀(正長石
4、)4)光澤:礦物表面對光線反射所呈現出的光亮。a.金屬光澤:具有金屬的光亮,如黃銅礦、黃鐵礦等;b.非金屬光澤,又可細分為: 脂肪光澤,如石英; 玻璃光澤,如方解石、正長石;珍珠光澤,如白云母、滑石等; 5) 硬度:礦物抵抗外力刻劃的能力6) 解理:礦物在外力的作用下,沿一定方向裂開,裂開后形成的光滑平面,成為解理面。極完全解理 云母 完全解理 方解石 中等解理 正長石 不完全解理 磷灰石 極不完全解理 石英5原生礦物及其鑒別特征:(加粗的為重點記憶礦物)1) 石英: 最常見的礦物之一。顏色種類多,常見顏色為乳白色,硬度7,貝殼狀斷口,脂肪光澤,自然界最難發生化學風化的礦物;(補充:無色透明的
5、晶體為水晶,透明,具有玻璃光澤。因內含雜質的不同呈現出不同的顏色,從而形成各種瑰麗的水晶。Eg.含有錳離子紫水晶;含有機質煙水晶;含鐵錳芙蓉石;二氧化硅膠體沉積而成的隱晶質礦物玉髓、瑪瑙、碧玉、燧石)2)正長石: 鉀長石,肉紅色,晶體為短柱狀,常具有卡斯巴雙晶或穿插雙星,硬度6,玻璃光澤, 易化學分解,為土壤提供鉀 3)斜長石: 板狀或粒狀,灰白色,硬度6.5左右,具聚片雙晶(細而長的雙晶紋)。 較易分解,為土壤提供鈣。4)輝石: 綠黑色,短柱狀或近似粒狀,硬度56,玻璃光澤; 易風化,為土壤提供鈣、鐵、鎂等養分。5)角閃石: 黑綠色,長柱狀或近似細長條狀,硬度56,玻璃光澤; 易風化,為土壤
6、提供鈣、鐵、鎂等養分。6)白云母: 無色,片狀,具彈性,硬度23,極完全解理。 易發生物理崩解,很難發生化學分解,為土壤提供鉀。7)黑云母: 黑色,片狀,具彈性,硬度23,極完全解理。 易發生化學分解,為土壤提供鉀、鐵、鎂等養分。8)橄欖石: 橄欖綠色,立方形晶粒,斷口常為貝殼狀,硬度6.57。富含鐵,易分解為土壤提供鐵、鎂等養分。 自然界最易發生化學分化的礦物。6次生礦物及其鑒別特征: 1)方解石(CaCO3 ): 晶體菱形,乳白色,完全解理,硬度3,與鹽酸反應強烈冒泡。 無色透明者稱冰洲石。 2)白云石(CaCO3MgCO3 ): 結晶形狀和解理同方解石,晶面和解理面彎曲(方解石為平直),
7、硬度3.54,粉末遇鹽酸冒泡但很微弱。 3)石膏(CaSO4·2H2O): 晶體為纖維狀、板狀等,白色,硬度2,完全解理,絲絹光澤。 4)赤鐵礦(Fe2O3): 常呈鮞狀、腎狀,顏色為赤紅色,條痕為櫻紅色; 半金屬光澤,無解理,無磁性。 5)褐鐵礦(Fe2O3·nH2O): 常呈腎狀、土塊狀,顏色呈褐色至黑色,硬度5.56, 條痕比較固定為黃褐色,半金屬光澤到土狀光澤。 6)磁鐵礦(Fe3O4): 致密狀、塊狀集合體,鐵黑色,條痕黑色,半金屬光澤,硬度5.56.0,無解理,具磁性。 7)高嶺石:(用于制造陶瓷) 致密細粒、土狀集合體,白色或淺紅色,硬度1,比重2.6,具粗糙
8、性,加水有可塑性。 8)蛇紋石:(變質礦物) 綠色并具有數種顏色條紋,磨光后似蛇皮,條痕白色,由橄欖石變化而成。二、巖石1概念:在各種不同的地質作用下產生的,由一種或多種礦物有規律組合成的礦物集合體。 2分類:巖漿巖、沉積巖、變質巖3巖漿巖:當巖漿上升侵入地殼或噴出地表冷卻后形成的巖石(1)以二氧化硅含量分類:超基性巖類: SiO2<40%,含鐵、鎂多,揮發成分少,色暗; 基 性 巖類: SiO2為4052,有一定鐵鎂,色暗; 酸 性 巖類: SiO2>65,含鉀、鈉、鋁多,大量揮發成分,色淺。(2)巖漿巖的結構:組成巖石的礦物結晶程度,晶粒大小,形狀以及相互組合方式。(區分深成巖
9、和淺成巖) a.根據結晶程度劃分:全晶質、半晶質、非晶質 b.根據礦物顆粒大小劃分: 顯晶質礦物結晶顆粒大于0.mm; 粗粒結構 顆粒直徑>5mm; 中粒結構 顆粒直徑為25mm; 細粒結構 顆粒直徑為0.22mm。 隱晶質礦物結晶顆粒小于.mm ,不能識別礦物成分。c.根據礦物顆粒相對大小分: 等粒結構組成巖漿巖的同種礦物的大小基本一致, 深成巖多為等粒結構; 斑狀結構組成巖漿巖的同種礦物明顯分為兩組:斑晶和石基,或有似斑狀結構。(3)巖漿巖的構造:組成巖石的礦物及其集合體在空間上的排列、配置、填充方式。(區別噴出巖和侵入巖)(4)常見的巖漿巖:a.深成巖:等粒結構,塊狀構造,全晶質。
10、花崗巖礦物:石英,正長石,角閃石、黑云母等,物理風化劇烈,土壤多為砂壤質或壤質; 正長巖礦物:正長石,角閃石、黑云母或輝石,無石英,中粒結構,多肉紅色、灰白色;閃長巖礦物:斜長石,角閃石,土壤多砂質,顏色褐或紅色,富磷缺鉀;輝長巖礦物:輝石、(鈣)斜長石,有時可見聚片雙晶。 b.淺成巖:塊狀構造,斑狀結構,礦物部分結晶。 花崗斑巖礦物:石英、正長石,斑晶為長石、石英; 正長斑巖礦物:正長石,斑晶為正長石; 閃長玢巖礦物:斜長石、角閃石,斑晶為斜長石; 輝長玢巖礦物:斜長石、輝石 ,斑晶為斜長石。c.噴出巖:斑狀結構或半晶質、非晶質結構 。 流紋巖流紋狀構造,斑狀結構,斑晶:石英,無色的透長石;
11、 粗面巖氣孔狀構造,斑狀結構,斑晶為正長石,以此與安山巖區別; 安山巖氣孔狀構造,斑狀結構,斑晶為斜長石,土壤多為壤土或粘壤土; 玄武巖氣孔或杏仁狀構造,致密隱晶質或斑晶結構,斑晶斜長石、輝石。4沉積巖:在地球表面或接近地表的條件下,由風化的疏松物質經過搬運,沉積和成巖作用形成的巖石。(1)沉積巖的形成過程:a.先成巖石的破壞:引起巖石破壞的作用有風化作用和剝蝕作用。 風化作用:暴露在地表或接近地表的各種巖石,在溫度變化、水及水溶液的作用、大氣及生物作用下,原地發生的破壞作用; 剝蝕作用:各種外力在運動狀態下對地面巖石及風化產物的破壞作用。b.搬運作用 c.沉積作用:被搬運的物質逐漸沉積,有三
12、種沉積方式:機械沉積巖石碎屑在重力大于水流、風的搬運力時,便先后沉積下來。化學沉積由于環境條件的變化,發生化學反應導致溶質發生物質沉淀。 生物沉積生物殘體的沉積和生物化學沉積。 生物遺體沉積:化石 生物化學沉積:海中藻類進行光合作用,吸收海水中的CO2,可以引起碳酸鈣的沉淀,從而形成石灰巖。d. 成巖作用: 壓固作用:上覆物逐漸增厚,壓力增大,沉積物就會固結變硬。 脫水作用:某些膠體礦物和含水礦物產生失水而變成新礦物。 膠結作用:碎屑巖主要的成巖作用。常見膠結物有硅質、鈣質、鐵質、粘土質、火山灰。 重結晶作用:受溫度和壓力影響,物質質點重新排列,使非晶質變成晶質。(2)沉積巖的成分:碎屑礦物、
13、粘土礦物以及化學和生物成因的礦物(方解石、白云石、石膏等)。(3)沉積巖的構造:沉積巖各個組分的空間排列方式。 層理構造:沉積巖的成層性,即沉積巖的成分、顏色、顆粒大小等沿垂直于巖層的方向變化、交替。是最主要的構造特征。(4)沉積巖的結構:是沉積巖中組成物質的形狀、大小和結晶程度。a.碎屑結構中有碎屑和膠結物。根據碎屑顆粒大小分為: 礫狀結構:巖屑直徑>2mm;棱角明顯,則成為角礫狀結構。 砂質結構:成分為礦物碎屑,直徑為20.05mm。 粉砂質結構:成分為礦物碎屑,直徑為0.050.005mm。 泥質結構:成分以粘土為主,直徑<0.005mmb.化學結構:由各種溶解物質沉淀而成的
14、沉積巖具有此結構。 致密狀晶粒狀 (5)常見的沉積巖:a.碎屑沉積巖 礫巖由直徑大于2mm的碎屑顆粒膠結組成,碎屑稱為礫。具礫狀結構。 砂巖由20.05mm的砂粒膠結組成,具砂質結構。分為石英砂巖和長石砂巖。 頁巖屬粘土巖類。由顆粒直徑<0.005mm的微細顆粒組成,成分主要是粘土礦物和少量石英顆粒。b.碳酸鹽巖 石灰巖方解石占多數,遇稀HCl反應強烈。 白云巖白云石占多數,粉末遇稀HCl冒泡。(既是生物沉積巖又是化學沉積巖)5變質巖:在地球內力作用下,各類巖石經過變質作用形成的巖石。(1)引起變質作用的因素有三種:溫度、壓力、熱氣和熱液(2)變質巖的結構 變晶結構巖石在變質過程中,重新
15、結晶所形成的結構;包括等粒變晶結構、斑狀變晶結構和鱗片狀變晶結構。 變余結構部分還保留原巖的結構。(3)變質巖的構造 塊狀構造礦物成分無定向排列,各部分在礦物成分及結構上均一,如石英巖; 片理構造是變質巖中最常見、最帶有特征性的構造,巖石中礦物定向平行排列,容易劈開,細分: 板狀構造微小礦物晶體定向排列成平行板狀,板面平整具光澤。 千枚構造細小片狀礦物定向排列而成,片理面具絲絹光澤,具有小彎曲和皺紋。 片狀構造礦物呈鱗片狀或柱狀,平行排列,形成薄層片狀,片理面粗糙。(4)常見的變質巖: 板 巖變質程度低,由頁巖、粉砂巖等變質而來,板狀構造、變余結構,有微弱光澤; 千枚巖變質程度較板巖深,千枚狀
16、構造,絲絹光澤,巖石端面上可見許多平行排列薄片; 片 巖可由各種巖石變質形成,片狀構造,鱗片狀變晶結構。主要由片狀或柱狀礦物如云母、滑石、閃石定向排列而成;片麻巖巖石中的柱狀和粒狀礦物分別呈定向排列,具有片麻構造,等粒狀變晶結構。礦物有石英,正長石,云母,角閃石;大理巖產于云南大理而得名。由石灰巖和白云巖等碳酸鹽類變質而來,塊狀構造,等粒狀變晶結構,白色或具各種條紋;石英巖由石英砂巖變質而來,塊狀構造,等粒狀變晶結構,礦物組成為石英,純石英巖多為乳白色,具脂肪光澤。6石材(1)概念:石材是建筑飾面石材的簡稱,主要指花崗石質石材和大理石質石材。(2)特點: 花崗石:主要是由石英、長石、輝石、角閃
17、石礦物組成,具質堅耐蝕、抗壓強度大、硬度高、耐磨性能好、化學穩定性強等優點; 大理石:主要由方解石、白云石、菱美石、蛇紋石礦物組成,化學穩定性較差,不耐酸,空氣中所含的酸性物質和鹽類對大理石有腐蝕作用,導致表面失去光澤甚至破壞,因此,許多人認為,大理石不適合作室外裝飾。三、地質作用(自學內容,考的概率比較小)1地質年代:地球歷史的紀年和標定地球歷史事件的時間順序,即地球歷史階段,叫做地質年代。其表示方法有兩種:絕對地質年代和相對地質年代。(1)絕對地質年代: 又稱為同位素地質年齡。根據計算,100g鈾蛻變1年內可以生成7.9×10-7g鉛。如測出含鈾礦物中含鉛的百分數,用鉛的百分數乘
18、上7900×104年,即可得出鈾的年齡。如地球年齡為30×10840×108年。(2)相對地質年代:根據地層中所保存的化石進行劃分,全部地層分為5界,界下為系,系下為統,統又分階,形成一個界、系、統、階的時間依次為代、紀、世和期。2地質作用:引起地殼物質組成、地表形態和地球內部構造發生改變的作用。地質營力:使地殼發生變化的力量。根據作用力來源不同,可分為內力作用和外力作用。(1)地質內力作用:a.地殼的升降運動:地殼長期進行著緩慢的上升或下降的垂直運動,常導致海陸輪廓的改變。b.地殼的褶皺運動:原本水平或近乎水平的巖層,變成褶皺并且隆起成為山脈的運動。c.斷裂:巖
19、層或巖體在受力發生斷裂變形時,斷裂兩側巖塊沿破裂面發生顯著位移的斷裂構造。大的斷層常常形成裂谷和陡崖,如著名的東非大裂谷、我國華山北坡大斷崖。地質內力作用力地形:平原;山地(2) 地質外力作用地形:與內力作用反方向進行,侵蝕和破壞地勢高低的基本形態和地殼構造。通過流水、冰川、風和海洋等作用進行。流水:斜坡流水 片狀水流、股流暫時洪流洪積扇地表暫時水流侵蝕溝 河流河床、河谷、谷坡、河漫灘、階地風:新月形沙丘、沙壟第二章 巖石風化與土壤形成 1 風化: 任何事物只是處于它生存的環境時才能穩定。礦物巖石所處環境發生改變,穩定性破壞而發生的變化,即風化。2 風化的類型:有物理風化,化學風化,生物風化。
20、3 化學風化過程:主要是由水,二氧化碳和氧氣等參與下進行的各種過程,括溶解,水化,水解,氧化等作用。主要化學風化作用的類型有4個a: 溶解作用:礦物在水中所溶解的過程。水化作用:礦物與水相結合。如赤鐵礦變成褐鐵礦。水解作用:礦物與水相遇,引起礦物分解并形成新礦物。如正長石水解后釋放出鉀離子,變成了高嶺石。如正長石水解后釋放出鉀離子,變成了高嶺石。氧化作用: 二價鐵氧化成三價鐵。使許多礦物和巖石表面染成紅褐色。4 巖石風化的產物:可溶性鹽,合成次生礦物,殘余的碎屑。5 母質:地表巖石風化后形成的能夠形成土壤的碎屑物質,與土壤的本質區別是不含生物體。根據搬運方式和沉積特點將分為定積母質和運積母質。
21、其中運積母質有坡積母質,洪積母質,沖積母質或沖積物。定積母質: 又叫殘積母質,就地風化而未經搬運的巖石風化物,多分布在山區較平緩的高地。母質特點為:顆粒粗,厚度薄,母質疏松,通透性好。坡積母質:山坡上部的風化物,在雨水的沖刷下,其中一些較細小的碎屑發生搬運,并在山坡的中下部發生堆積,形成坡積母質。母質特點:顆粒粗細不勻,其中石礫含量較高,礦物成分不穩定。洪積母質:又叫洪積物或洪積扇,主要是由于洪水搬運沉積。母質特點:粗細混雜,分選性差,在山口處以礫石、粗砂為主,向外逐漸為細砂和粘土,土層薄,易透水。沖積母質或沖積物:這種母質是由于風化物在河水的侵蝕、搬運和堆積作用下形成的。母質特點:有明顯的層
22、理,而且各層中的顆粒粗細均勻。此外還有風積母質、海水沉積母質、湖積母質等6 第四紀沉積物:黃土,次生黃土,紅土,冰磧物。7 影響土壤形成因素,有自然因素和人為因素。clorpt函數式,S = f ( Cl, O, R, P, T, )。Cl,代表氣候,氣候是土壤形成的能量源泉,它直接影響在土壤形成過程中起重要作用的熱量和水分條件。O代表生物,生物將太陽輻射能轉變為化學能引入成土過程,并合成土壤腐殖質。R代表地形,地形是影響土壤與環境之間進行物質和能量交換的重要場所,它對物質和氣候條件的再分配影響土壤的形成。P,代表母質,母質對土壤的產生和發展起著巨大的作用。T代表時間,土壤的形成過程隨著時間的
23、進展而不斷加深。人為因素,通過改變成土條件,土壤組成和性狀來影響成土過程。土壤的發生過程:a有機質和礦物質以固態,液態,和氣態的形式添加到土壤中,b有機質和礦物質從一個發生層或一個土壤中損失,c有機質和礦物質從土壤中的一個點轉移到另一個點,d有機質和礦物質在土壤中的轉變。8 土壤剖面:土壤剖面是指從地面向下挖掘直到母質層所裸露的一段垂直切面,深度一般在兩米以內。根據調查目的,有時土壤剖面深度可能會有差異。9自然層次:O層:枯落物層,可分為三個亞層。L層:分解較少的枯枝落葉層。F層:分解較多的半分解的枯枝落葉層。H層:分解強烈的枯枝落葉層,已失去其原 有植物組織形態。A1層:腐殖質層3)A2層:
24、灰化層,主要通過淋溶作用形成4)AB層:腐殖質層和淀積層的過渡層。5)B層:淀積層,里面含有由上層淋洗下來的物質,所以一般較堅實。據發育程度的不同可分為B1、B2、B3等亞層。BC層:淀積層和母質層的過渡層。7)G層:潛育層。8)C層:母質層。據鹽的不同有: CC層:母質層中有碳酸鹽的聚積層; CS層:母質層中有硫酸鹽的聚積層。 9)D(R)層:母巖層10: 耕作土壤的層次:表土層,可分為耕作層和犁底層,耕作層是受耕作、施肥、灌溉影響最強烈的土壤層,犁底層通氣性差,透水性不良,心土層心土層是起保水保肥作用的重要層次,底土層比較緊實,物質轉化較為緩慢,可供利用的營養物質較少。11 土壤剖面過程:
25、第四章1、 土壤有機質來源于植物殘體;動物微生物殘體;動物,植物,微生物的排泄物和分泌物;人為施入土壤中的各種有機肥料。2、 有機質的作用: 在土壤肥力上的作用: 1)有機質是植物營養的主要來源之一; 2)促進植物生長發育; 3)改善土壤的物理性質; 4)促進微生物和土壤動物的活動; 5)提高土壤的保肥性和緩沖性; 6)有機質具有活化磷的作用 在生態環境上的作用: 1)有機質可降低或延緩重金屬污染; 2)有機質對農藥等有機污染物具有固定作用; 3)有機質對全球碳平衡的影響3、土壤有機質的組成 碳水化合物;木質素;含氮化合物;樹脂,蠟質,脂肪,單寧,灰分物質。4、土壤有機質的類型: 新鮮的有機物
26、;半分解的有機物;腐殖質。5、土壤有機質的轉化 礦質化過程 課本96頁6、 腐殖化過程 課本99頁7、腐殖質的組分和特點 課本102頁8、土壤有機質的作用 肥力上 生態環境上 課本106-109頁9、氨化 硝化 反硝化過程 課本98頁10、土壤細菌的生理類群 轉化不含氮有機質,轉化含氮有機物,轉化含磷有機物,轉化含硫有機物 課本97-99頁第五章 土壤物理性質一、名詞解釋 1、土壤機械組成:土壤中各級土粒所占的質量百分數稱為土壤機械組成。2、土粒密度:單位容積固體土粒(不包括粒間孔隙)的質量。3、土壤容重(土壤密度):自然狀態下(包含粒間孔隙),單位容積土壤的烘干質量。4、土壤孔隙
27、度:單位容積的土壤中空隙容積所占的百分數,稱為土壤孔隙度。5、物理性砂粒:粒徑大于0.01mm的土粒。6、物理性粘粒:粒徑小于0.01mm的土粒。7、土壤結構:包含土壤結構性和土壤結構體。土壤結構體:土壤中的固體顆粒很少以單粒存在,多是單個土粒在各種因素綜合作用下相互粘合團聚,形成大小、形狀和性質不同的團聚體。土壤結構性:土壤中結構體的大小、形狀、及相互排列組合形式等性質。二、土壤質地分類的主要依據是什么? 依據土壤機械組成相近與否。三、簡述土壤礦物顆粒各粒級的性質。砂質土壤:通透性強;保蓄性弱;養分含量低;氣多水少;溫度高,土溫變化快。壤質土壤:砂粘適中;大小孔隙比例適當,通氣透水性好;養分
28、豐富;耕性表現良好。粘質土壤:保水保肥性強;養分含量豐富;土溫比較穩定;通氣透水性差,易滯水受澇。礫質土壤:土層較薄;保水肥能力低;土中石礫可以提高土溫,增加大孔隙,有利于通氣透水。四、簡述土壤質地對土壤肥力性狀的影響。土壤質地的類型決定著土壤蓄水、導水性,保肥、供肥性,保溫、導溫性,土壤呼吸、通氣性和土壤耕性等。五、土壤容重有哪些用途? 計算土壤孔隙度;計算土壤質量;計算土壤組分;直接反映土壤松緊程度。六、土壤孔隙有哪幾種類型? 非活性孔隙(直徑<0.002 mm)毛管孔隙(直徑范圍為0.002 mm-0.02 mm)空氣孔隙(孔徑>0.02 mm)七、什么樣的孔隙狀況較適合植物
29、的生長?一般土壤空隙度為30%60%之間。對大多數林木生長而言,土壤孔隙度為50%或稍大于50%為好。八、如何改良土壤的質地性狀? 摻砂摻粘,客土調劑;引洪放淤,引洪漫沙;施有機肥,改良土性;植樹種草,培肥改土; 九、土壤結構形成的機制? 土壤結構體的形成大體可分為兩個階段:第一階段由原生土粒凝聚膠結,形成初級復粒或致密土團;第二階段則由初級復粒或小土團進一步粘結,或聚合成大土塊,或由土體在機械力作用下破裂成型,形成各種大小和形狀不同的結構體。十、為什么說團粒結構是良好的結構體?1. 空氣方面:不同大水的孔隙共存且搭配得當,使水氣協調。2. 養分方面:是很好的養分保存和供應場所,并且能較好地協
30、調快速而持久地供應。3. 水分方面:既能較好地接受降水,蓄積水分、減少土壤沖刷,又能使土壤水分蒸發減慢,從而使水分得到充分利用4. 熱量方面:水氣協調的土壤土溫也比較穩定。補充:1隨著土壤單粒由大到小,磷、鉀、鈣、鎂、鐵等養分含量逐漸增加,而SiO2含量逐漸減少。 (化學組成)2隨著土壤單粒由大變小,各粒級土粒的粘結性、粘著性、可塑性、漲縮性以及吸附能力由弱到強。 (物理組成)3團粒結構體的定義: 團粒結構是土壤中由土粒多次凝聚和多次膠結形成的,近似球形、直徑約為0.2510mm、疏松多孔的小團聚體。4團粒結構體一般存在于腐殖質較多、植物生長茂盛的表土層中。5土壤孔隙度(%)=(1土壤密度 土
31、粒密度)×100 土粒密度一般為2.656土壤孔隙比=孔隙度(1孔隙度)7孔隙的種類:(1)非活性孔隙指土壤中最細小的孔隙,其直徑<0.002 mm(土壤水吸力>1.5×105Pa)。由于孔隙過小,土粒表面所吸附的水膜已將其充滿,其中水分的保存依靠極強的分子引力,不能移動,不能被植物吸收利用,成為無效水,因此,也稱無效孔隙。(2)毛管孔隙較無效孔隙粗,直徑范圍為0.002 mm-0.02 mm(土壤水吸力1.5×105Pa-1.5×104Pa)之間,這種孔隙具有明顯的毛管作用,所以水分能借助毛管引力保存在孔隙中,并靠毛管引力向各個方向移動,且
32、移動速度快,易于被植物吸收利用。(3)空氣孔隙是指孔徑大于毛管孔隙的孔隙,即孔徑>0.02 mm(土壤水吸力<1.5×104Pa)。這類孔隙中的水分主要受重力支配而排出,因而使這部分孔隙成為空氣的通道,故稱之為空氣孔隙或通氣孔隙。理想的總孔隙占50%毛管孔隙20%30%空氣孔隙10%20%8計算題:若一畝地的耕層深度為20cm,土壤密度為1.25g/cm3,試求:1)這塊地耕層土壤的孔隙度是多少?2)耕層總土重是多少?3)已知現有土壤含水量(烘干基)是5%,要求灌水后達25%,則應補充多少水?4)若測定土壤的有機質含量為2%,則這塊地含有多少有機質? 第六章土壤水1. 吸
33、濕系數:又稱最大吸濕水量,是指干土從相對濕度接近飽和的空氣中吸收的水汽的最大量,即吸濕水的最大值與烘干土質量的百分率2. 凋萎系數:凋萎系數是指導致植物產生永久凋萎時的土壤含水量。3. 田間持水量:指降雨或灌溉后,多余的重力水已經排除,滲透水已降至很低或基本停止時土壤所吸持的水量,也是以質量百分率表示。4. 全容水量:土壤完全為水所飽和時的含水量,也可以質量百分率表示。5. 土壤有效含水范圍:土壤所含植物可以利用水的范圍,它是說明土壤水分物理特性的一個常數。A=F-W A土壤有效含水量范圍 F田間持水量 W凋萎系數6. 土壤水吸力:表示土壤與土壤水的結合強度,相當于基質勢,但是數值為正值7.
34、土壤水的形態分類:固態水,液態水,氣態水。液態水又分為吸(緊束縛水),膜狀水(松束縛水),毛管水(又包含懸著水和支持毛管水),重力水,地下水。8. 毛管力計算:P=2T/r P毛管力 (Pa) T表面張力(N/m) r毛管半徑(m)9. 支持毛管水上升最大高度:H=75/d H毛管上升高度(mm) d土粒平均直徑(mm)10. 鹽漬化成因:地下水位高,就會使水溶性鹽類隨著水的蒸發向表層土壤集中,特別是地下水的礦化程度高,這種向上的運動就會使表層含鹽量增加到有害程度,所謂鹽漬化。11. 沼澤化成因:濕潤地區,地下水過高,使土壤過濕潤,地表有季節性積水,使大多數高等植物不能生長,土壤有機殘體難分解
35、,形成沼澤化。12. 質量含水量:土壤質量含水量(%)=土壤質量/烘干土質量×100 13. 容積含水量:土壤容積含水量(%)=土壤容積/土壤總容積×10014. 質量含水量與容積含水量換算:容積含水量=質量含水量×土壤密度15. 相對含水量:土壤相對含水量(%)=土壤含水量/田間持水量×10016. 土壤水層厚度:一定面積和土層厚度的土壤中所含土壤水量相當于此面積下水層的厚度17. 土壤水分的測定方法:1) 烘干法:最普遍,標準方法。放入105攝氏度烘箱烘干稱重,加熱失去的水分就是土壤水分 2) 電阻法:利用多孔性物質電阻和含水量關心測定的3) 中字散
36、射:野外測定的方法。不適宜表表層015cm土壤水含量4) TDR法:在結冰條件下測定適宜,可同時監測土壤水,鹽含量。18. 土壤水勢:水勢(kPa0=單位體積質量(kg/m3)×加速度(m/s2)×距相應水位處的高度(m)19. 土壤水勢的組成:重力勢,基質勢,滲透勢,壓力勢20. 土壤水分特征曲線:土壤水的基質勢或土壤水吸力是隨土壤含水率而變化耳朵,其關系曲線成為土壤水分特征曲線。它受到質地,結構,溫度,水分變化。它可以間接的反映出土壤孔隙大小的分布,利用它可以進行土壤水吸力和含水率只間的換算,也用來分析不同質地土壤持水性和土壤水分的有效性,應用數學物理方法對土壤中的水運
37、動進行定量分析,水分特征曲線是必不可少的參數。21. 土壤水的運動:飽和水流,非飽和水流和水汽移動。22. 飽和土壤中的水流:服從達西定律 q= -Ks×H/L q土壤水流通量 H總水勢差 L水流路徑的直線長度 Ks土壤飽和的導水率23. 不同土壤導水率差異的原因:土壤質地和結構與導水率有直接的關系,砂質土壤通常比細質土壤具有更高的飽和導水率,同樣,具有穩定團粒結構的土壤,比具有不穩定團粒結構的土壤,傳導水分要快的多,后者在潮濕時結構就破壞了,細的黏粒和粉沙粒能夠阻塞較大的孔隙的連接通道。天氣干燥時龜裂的細質土壤起初能讓水分迅速移動,但過 后,這些裂縫膨脹而閉塞,把水的移動減少到最低
38、限度 24. 非飽和土壤中的水流:土壤水流量=符號 非飽和率×總水勢梯度 25. 土壤水的來源:大氣降水,凝結水,地下水,人工灌溉。大氣降水主要來源。26. 土壤水的消耗:滲透,側向徑流和地下徑流 蒸發 蒸騰 27. 土壤水分收支類型:淋洗型(入超),非淋洗型(平衡),蒸發型(出超)28. 影響土壤水分收支狀況的因素:植被,氣候,地形,水文地質,人為的影響29. 灌溉:畦灌和溝灌,噴灌,滴灌和滲灌30. 控制蒸發的措施:紙墊和塑料覆蓋物,免耕覆蓋,中耕和雜草控制,應用保水劑,采用蒸騰抑制劑,排水。 31. 土壤質量含水量與容積含水量的換算關系:V =m × 式中:為土壤密度
39、(g/cm3) 第八章第一節土壤膠體的構造和性質一, 土壤膠體概念粒徑小于2或1微米的土壤微粒,是土壤中負電荷的主要攜帶者。土壤膠體顆粒是土壤中最活躍的部分之一,對土壤的結構性,保水性和保肥性,以及土壤發育過程和施肥量的多少等,均有一定的影響。二, 土壤膠體顆粒的種類1. 有機膠體顆粒主要為腐殖質膠體,一般為非晶質的,親水性強。2. 無機膠體顆粒(礦質膠體顆粒)(1)各種層狀鋁硅酸鹽粘土礦物包括高嶺石,蒙脫石,水化云母等。(2)含水氧化物包括含水氧化硅,含水氧化鐵、含水氧化鋁膠體,是有機膠體的幾倍或幾十倍。 沙土的無機膠體的含量比粘土少得多。3. 有機無機復合膠體顆粒 有機膠體和無機膠體顆粒通
40、過物理、化學或物理化學的作用,相互結合在一起形成的。絕大部分有機膠體是以這種形式存在的。三, 土壤膠體顆粒的性質1 膠體具有巨大的比表面積和表面能n 土壤膠體如粘粒、腐殖質分子等相當細小,表面積很大,并由于層狀結構(粘土)或網狀reticulation多孔結構(腐殖質),使膠體還有很大內表面積。n 表面能是表面分子具有的多余的不飽和能量,具有物理吸附作用。2 土壤膠體帶有大量的正負電荷n 土壤膠體上的電荷可以是正電,也可以是負電,但一般表現為負電荷。n 根據穩定性,土壤膠體上的電荷可分為q 永久電荷:不受pH值變化的影響q 可變電荷:受pH值變化的影響土壤膠體帶電,主要有幾種機理:(1) 同晶
41、異質代換作用(同晶替代)只改變了礦物的化學組成,礦物結晶構造形式不變的離子代換作用稱為同晶取代。q 粘土礦物形成時,其硅氧片中的Si4+有時可被大小相近、電性相同的其他離子(如Al3+)所代換,而水鋁片中的Al3+則可被Mg2+,Fe2+等代換,代換的結果是使膠體產生負電荷。q 由這種方式形成的負電荷,蒙脫石多,水云母次之,高嶺石最少.(2)表面分子的解離 第二節 土壤陽離子交換作用一 陽離子交換量和鹽基飽和度(一)陽離子交換量(CEC) 1.概念n 陽離子交換量:在一定pH值下,單位質量土壤所能吸附的全部交換性陽離子的容量(cmol(+)/kg)。n 土壤陽離子交換量大小,基本上代表了該土壤保存養分的能力。陽離子交換量大的土壤,保存速效養分的能力大,反之則小。n 土壤陽離子交換量可以作為評價土壤保肥能力的指標。2 我國土壤陽離子概況 由南向北,陽離子交換量逐漸升高。因為(1)由南向北PH逐漸增大,土壤膠體的陽離子交換量隨PH值增大而增大。(2)北方多為蒙脫石,蒙脫石類的陽離子交換量最大;南方多為高嶺石,高嶺石類的陽離子交換量較小。
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